“最近，我們接到相關(guān)部門發(fā)來的通知，征集毫米波新場景、新應(yīng)用，開展試點工作，我認為這是一個非常重要的信號”，東部某省一位運營商人士近日對《IT時報》記者表示。
隨著5G走進下半場，僅靠Sub 6GHz頻段“單打獨斗”，越來越難滿足低空經(jīng)濟、數(shù)字制造、智慧交通、XR等行業(yè)應(yīng)用需求。在這樣的情形下，具有大帶寬、低時延、高精度感知等特性的毫米波技術(shù)，加速走到臺前。
不久前舉行的亞洲冬季運動會上，運營商搭建了國內(nèi)首個26GHz頻段5G毫米波網(wǎng)絡(luò)，在場館內(nèi)為8K超高清視頻轉(zhuǎn)播提供穩(wěn)定高速的傳輸通道，在場館外利用毫米波通感一體技術(shù)構(gòu)建低空網(wǎng)絡(luò)，為低空物流配送提供高效、安全的網(wǎng)絡(luò)保障。
實際上，目前運營商、設(shè)備商已在低空經(jīng)濟等多個領(lǐng)域試水應(yīng)用26GHz毫米波技術(shù)，“我們預(yù)計明后年毫米波會在部分熱點區(qū)域開展試商用”，一位通信行業(yè)組織的技術(shù)負責人表示。
中頻段5G難以“單打獨斗”
在5G上半場，我國建立了以Sub 6GHz頻段（如2.1GHz、3.5GHz、4.9GHz）為主的5G SA網(wǎng)絡(luò)，取得了全球矚目的發(fā)展成就。商用五年多來，無論是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模還是用戶規(guī)模，我國5G在全球都處于領(lǐng)先位置，5G用戶普及水平則是全球平均水平的兩倍多。
但隨著行業(yè)應(yīng)用向縱深推進，在很多場景下，5G“力有不逮”，比如面向工業(yè)應(yīng)用場景，5G不能完全滿足其對大上行帶寬、確定性時延、高可靠與精定位等要求；面向車聯(lián)網(wǎng)場景，5G能力也有不足。
為了打好“下半場”，5G能力必須得到提升，作為增強版本的5G-A技術(shù)走上臺前。相比5G，5G-A的主要性能有著數(shù)量級提升，概括而言，涵蓋了“十倍帶寬、十倍連接數(shù)、十倍定位精度、十倍能效改進”。
要實現(xiàn)性能大幅度提升，作為5G-A的關(guān)鍵技術(shù)，毫米波不可或缺。相比目前使用的Sub 6GHz頻段，毫米波具有更大帶寬、更高速率、更低時延等優(yōu)勢。
比如在大帶寬方面，毫米波頻段支持400MHz~800MHz帶寬，較Sub 6GHz提升2~4倍。在大帶寬的支撐下，毫米波下行網(wǎng)絡(luò)峰值速率可達10 Gbit/s，上行網(wǎng)絡(luò)峰值速率可達7.2 Gbit/s以上，從而滿足5G-A萬兆無線通信的高速率需求。此次亞冬會，在毫米波技術(shù)加持下，冰球館實測網(wǎng)絡(luò)峰值速率可達10Gbps以上，下載一份10G的文件包僅需10秒。
“揚長避短”用好毫米波
“毫米波的優(yōu)點很明顯，比如帶寬更大、精度更高，但缺點同樣明顯，覆蓋范圍有限，而且穿透性差、損耗大，一片樹葉都有可能導(dǎo)致信號大幅衰減，還容易受到降雨、大霧等因素影響”，上述運營商人士表示。
所以，在毫米波技術(shù)應(yīng)用方面應(yīng)該“揚長避短”，以確保其在最合適的場景中發(fā)揮最大的潛力。
水面、低空等阻擋物很少的區(qū)域，正是能讓毫米波“揚長”的舞臺。“我們在水面航道上部署了基于26GHz毫米波頻段的通感一體基站，對船舶等對象進行感知，獲得船舶通過航道數(shù)據(jù)等功能，為航道管理、船舶運行提供更先進、更精準的保障手段。當然在大雨大霧天，效果會受到一定影響。”這位人士說道。
在沒有阻擋物的低空場景下，毫米波通感一體技術(shù)能更好實現(xiàn)通信與感知的深度融合，讓基站不僅具備通信能力，也具備類似雷達般的物體探測與感知功能，成為實現(xiàn)高精度探測的理想選擇，相比Sub 6 GHz，更有助于識別小型物體和精準定位人及物體的路徑軌跡。“比如在航道監(jiān)管上，試驗結(jié)果顯示，偵測距離達到1公里以上，識別精度最高至亞米級。”上述運營商人士說道。
在這次亞冬會主會場、冰球館等區(qū)域，運營商首次使用毫米波基站連片交叉布網(wǎng)，基于相應(yīng)的監(jiān)管平臺精確捕捉并監(jiān)控半徑1公里之內(nèi)的無人機飛行軌跡。
“練兵”之后走向試商用
中美兩國同在2019年開展5G商用，但在路線選擇上，存在明顯差異。
我國一開始就確定基于Sub 6 GHz中頻段構(gòu)建5G商用網(wǎng)絡(luò)，工信部為運營商分配了2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz頻段上的帶寬資源，之后又允許運營商重耕800MHz、900MHz等頻段資源用于5G發(fā)展。中頻段兼顧了網(wǎng)絡(luò)容量，又有良好的覆蓋范圍，這為推動我國5G在上半場的快速發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。
美國則不同，一開始選擇毫米波技術(shù)路線，但因為對于技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈成熟進度過于樂觀，導(dǎo)致美國5G在初期發(fā)展緩慢。2020年底，任正非在接受采訪時就表示，美國在5G發(fā)展判斷失誤，在選擇時“押錯寶”。之后，美國運營商紛紛調(diào)整方向，基于中低頻來部署5G，推動美國5G快速發(fā)展。
雖然在5G發(fā)展初期路線差異明顯，但是Sub 6 GHz頻段和毫米波頻段并非“非此即彼”的對立關(guān)系，兩者協(xié)同才能更好發(fā)揮5G的能力。
比如在美國，中頻段5G目前已經(jīng)覆蓋了90%人口，而在一些體育館，運營商則采用毫米波技術(shù)，提供高速網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
“在熱點區(qū)域或高價值口碑場景下，可以考慮引入毫米波，提供更高網(wǎng)速、更低時延，搭配中低頻通信系統(tǒng)保證接收終端的通信質(zhì)量。而在一般場景下，可以通過中低頻段提供服務(wù)。”上述運營商人士介紹。
但挑戰(zhàn)依然存在，“比如，為了彌補毫米波容易受到阻擋、損耗高的劣勢，需要開展相關(guān)增強方案的研究。而且，需要進一步提升國內(nèi)芯片器件、高頻器件材料工藝的成熟度，提升自主掌控權(quán)。”上述通信行業(yè)組織的相關(guān)技術(shù)負責人表示。
但毫無疑問，毫米波正在起勢。國內(nèi)運營商、設(shè)備廠商已大量開展基于毫米波技術(shù)能力的驗證和應(yīng)用試水。“此次亞冬會毫米波上場應(yīng)用是明顯信號，毫米波5G有可能在明后年在部分熱點區(qū)域開展試商用，在適合的人流密集區(qū)域提供網(wǎng)絡(luò)覆蓋，也更好滿足垂直行業(yè)的需求。”這位技術(shù)負責人表示。
